SU873692A1 - Способ получени лигатур алюминий-скандий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области металлургии, в частности к получению алюминий-скандиевых лигатур, которые могут быть использованы в качестве легирующих и модифицирующих добавок в производстве сплавов на основе алюмини  и других металл с повьпиенными физико-механическими свойствами. Известен способ получени  сплав алюминий-скандий путем сплавлени  металлического сканди  и металличе кого алюмини  Г1. Недостатками этого способа  вл ютс : необходимость получени  ме таллического сканди , его рафиниро вание; трудности сплавлени  сканди с алюминием, вызванные высокой пературой плавлени  сканди  (1539° возможность загр знени , приготовл емых сплавов примес ми металловвосстановителей (кальций, магний ); недостаточно полное усвоение сканд в процессе сплавлени . Известен способ получени  алюми ний-скандиевых лигатур в процессе алюмотермического. восстановлени  трифторида сканди  в вакууме при температурах 8б5-930°С в течение 7-8 мин и при соотнсниении компонентов в смеси Sc А1 1:10 2. Недостатком этого способа  вл етс  то, что при указанных рехммах процесса получаютс  сплавы с высоким содержанием фтора, а приведенно соотнс пение компонентов шихты приводит к образованию только сплавов богатых по алюминию. Наличие фтора в лигатуре приводит к низкой степени усво емости сканди  в процессе легировани  и модифицировани  ме таллов и сплавов. Фтор  вл етс  нежелательным элементом jцл  р да композиций сплавов, работающих в агрессивных средах, поскольку он снижает их коррозионную стойкость. Кроме того, производительность процесса по металлическому скандию низка. Цель изобретени  - повышение из влечени  сканди  и качества лигатур . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  лига тур алюминий-скандий алюмотермическим восстановлением, включающем нагрев и выдержку шихты, содержащей фторид сканди  и алюминий, в вакууме, восстановление провод т при соотношении фторида сканди  и алюмини  в шихте от 1:1,6 до 1:8 в три ступени с нагревом до температуры 865-930°С со скоростью 10-15 град/мин и выдержкой в тече ние 25-30 мин на первой ступени, до температуры 1000-1100 С со скоростью 5-10 град/мни и выдержкой 60-120 мин на второй ступени и до температуры 1150-1300°С со скоростью 2-5 град/мин и выдержкой 30-90 мин на третьей ступени. Режимл способа обусловливаютс  эндЬтермическим характером протекани  реакции взаимодействи  фторида сканди  с алюминием и необходимостью наиболее полного удалени  фтора в виде его соединений с алюминием в газовую фазу с образованием алюминий-скандиевых лигатур в конденсированном состо нии. При выдержке на первой ступени происходит взаимодействие фторида сканди  с алюминием. Однако упругость паров фторидов алюмини  в этом режиме мала. Необходимость выдержки на первой ступени вызвана протеканием процесса спекани  шихты и от - слаиванием ее от боковой поверхности тигл . с повышением температуры процес-г са упругость паров фторидов алюмини  растет и при выдержке на второй ступени осуществл етс  удаление основной массы фторидов алюмини  из зоаы реакции в зону конденсации. Но полной очистки лигатуры от фтора на этой стадии не происходит, что достигаетс  на третьем этапе проведени  процесса. Увеличение температуры выше нежелательно ввиду возгонки сканди , возможности полного расплавлени  слитка и взаимодействи  расплава с материалом тнгл . Малые скорости нагрева и длительные выдержки необходимы дл  предотвращени  выплавки из шихты алюмини  или алюминий-скандиевых сплавов, плав щихс  при низких температурах, а следовательно, и недовосстановлени  фторида сканди . Способ осуществл етс  следующим образом. Смесь фторида сканди  и порошка металлического алюмини  загрух аетс  в тигель (корундовый или графитошамотовый и помещаетс  в вакуумную печь. В рабочем пространстве печи создаетс  разрежение рт.ст., и шихта нагреваетс  до температуры около скоростью 10-15 град/мин, при которой проводитс  изотермическа  выдержка в течение 15-30 мин. На этом этапе частично спекаютс  порошкообразные компоненты шихты, контакт между ними увеличиваетс  и происходит неполное восстановление фторида сканди . Затем температура повышаетс  до lOOO-llOO C со скоростью 5 10 град/мин и проводитс  вторична  выдержка в течение 60-120 мин. В этих услови х происходит довосстановление и удал етс  значительна  масса фторидов алюмини  (в виде

монофторида и трифторида)) из зоны реакции.

На третьем этапе процесса температура поднимаетс  до 1150-1300°С со скоростью 2-5 град/мин и осуществл етс  ВЕ держка в течение 30-90 мин,При этом обеспечиваетс  удаление остатков фторидов и образование I сгглава с низким содержанием фтора.

Повышение температуры выше 1300°С нежелательно ввиду возгонки металлического сканди . Проведение такого трехступенчатого процесса позвол ет получать качественные слитки алюминий-скандиевого сплава с минимальным содержанием фтора. Примеры осуществлени  способа приведены в таблице . I

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУР АЛЮМИНИЙ-СКАНДИЙ

   Способ получения лигатур алюминий-скандий алюмотермическим восстановлением, включающий нагрев и выдержку шихты, срдержащей фторид скандия и алюминий, в вакууме, отличающиеся тем, что, с целью повышения извлечения скандия и качества лигатур, восстановление проводят при соотношении фторида скандия и алюминия в шихте от 1:1,6 до 1:8 в три ступени с нагревом до температуры 865-930°С со скоростью 10-15 град/мин и выдержкой в течение 25-30 мин на первой ступени, до температуры 1000-1100 °C со скоростью 5-10 град/мин и выдержкой 60-120 мин на второй ступени и до температуры 1150-1300°с со скоростью 2-5 град/мин и выдержкой 30-90 мин на третьей ступени.